JP2984290B2 - Equipment for catalytic reaction - Google Patents

Equipment for catalytic reaction

Info

Publication number
JP2984290B2
JP2984290B2 JP1508559A JP50855989A JP2984290B2 JP 2984290 B2 JP2984290 B2 JP 2984290B2 JP 1508559 A JP1508559 A JP 1508559A JP 50855989 A JP50855989 A JP 50855989A JP 2984290 B2 JP2984290 B2 JP 2984290B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalytic
walls
layer
permeable
layers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1508559A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH03500983A (en
Inventor
シェルデン,ロナルド
ストリンガロ,ジャン‐ポール
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sulzer AG
Original Assignee
Gebrueder Sulzer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gebrueder Sulzer AG filed Critical Gebrueder Sulzer AG
Publication of JPH03500983A publication Critical patent/JPH03500983A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2984290B2 publication Critical patent/JP2984290B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、触媒反応を行う装置及びこの形式の装置の
使用に関する。
The present invention relates to an apparatus for conducting a catalytic reaction and to the use of an apparatus of this type.

触媒固体反応床は、例えば、酸化反応及び水素化反応
に本発明を使用する重要な分野の代表的なものである。
Catalytic solid reaction beds are representative of an important field of use of the present invention, for example, in oxidation and hydrogenation reactions.

この形式の反応器の既知の実施態様においては、反応
を行う空間には粒子状の固体触媒が充填されているが、
その形状は例えば球状でも、ペレット状でもよく、この
回りに反応物が流れるものである。
In a known embodiment of this type of reactor, the space in which the reaction takes place is filled with a particulate solid catalyst,
The shape may be, for example, spherical or pellet, around which the reactant flows.

一方においては、この形式の反応器には相当程度の圧
力降下が発生するに加えて、他方においては、反応器断
面積に関して均一な温度分布も存在しない。さらに不利
なことには、反応器断面積に関して均一な濃度分布も存
在しないので、所要の最終製品の収率も、有り得べき収
率ほどは高くならないという事実もある。
On the one hand, in addition to a considerable pressure drop occurring in this type of reactor, on the other hand, there is no uniform temperature distribution with respect to the reactor cross section. Further disadvantageous is the fact that the yield of the required end product is not as high as possible, since there is also no uniform concentration distribution with respect to the reactor cross section.

最後には、相当な数の通常の化学反応は、発熱反応で
あるので、この場合反応床に局部的な加熱部分(いわゆ
るホットスポット)が生じる。このため触媒物質の有用
な寿命は限定されるとともに、選択性、特に酸化反応の
選択性も低下する。
Finally, since a considerable number of normal chemical reactions are exothermic, local heating parts (so-called hot spots) occur in the reaction bed in this case. This limits the useful life of the catalytic material and reduces its selectivity, especially the selectivity of the oxidation reaction.

この場合に起こる局所的加熱の影響を避けるために、
つまり反応器内壁への熱の伝導を改良するために、触媒
充填管を反応空間に多数配列し、これらの管の回りには
熱吸収の媒体を流しておくのが通常である。しかしなが
ら、この形式の実施態様は、運転、製造とも極めて高価
である。
To avoid the effects of local heating that occurs in this case,
That is, in order to improve the conduction of heat to the inner wall of the reactor, it is usual that a large number of catalyst-filled tubes are arranged in the reaction space, and a heat-absorbing medium flows around these tubes. However, embodiments of this type are very expensive to operate and manufacture.

実際装置の層を触媒物質で形成する場合には、これが
可能かどうかは、この物質を所要のように簡単に形成す
ることが可能かどうかによる。この形式の物質も極めて
高価になるおそれがある。
Indeed, if the layers of the device are formed of a catalytic material, whether this is possible depends on whether the material can be formed as simply as required. Materials of this type can also be very expensive.

本発明の目的は、触媒物質を有利に用い、触媒反応を
実施する場合に長期の有効寿命を得ることを可能ならし
め、さらに使用触媒物質の選択範囲を広くすることを可
能ならしめる装置を提供することである。従って本発明
は、固体触媒物質、例えば白金、金属酸化物、あるいは
イオン交換樹脂、並びに触媒溶液、例えば、白金酸化物
水溶液及び塩化銅溶液、又は液体触媒物質、例えば硫酸
又は塩化水素酸に共に適用可能である。本発明を用いる
と、ガス状触媒物質、例えば塩化水素や弗化水素を使用
することも可能となる。
An object of the present invention is to provide a device that enables a long effective life to be obtained when a catalytic reaction is carried out by using a catalytic substance advantageously, and further allows a wider selection range of the catalytic substance to be used. It is to be. Thus, the present invention is applicable to both solid catalyst materials, such as platinum, metal oxides, or ion exchange resins, and catalyst solutions, such as aqueous solutions of platinum oxide and copper chloride, or liquid catalyst materials, such as sulfuric acid or hydrochloric acid. It is possible. With the present invention, it is also possible to use gaseous catalytic substances, for example hydrogen chloride or hydrogen fluoride.

本発明の目的は、請求の範囲1記載の特徴を有する本
発明によって達成される。従属請求の範囲は、本発明を
特に有利に実施する態様に関するものである。
The object of the present invention is achieved by the present invention having the features described in claim 1. The dependent claims relate to particularly advantageous embodiments of the invention.

均一な温度分布、断面積に関する濃度の均等性、短い
滞留時間及び非常に少ない逆混合(もし有るにしても)
は、本発明の本質的な有利性を示すものである。温度の
均等性が均一であること並びに反応器壁への伝熱が良好
であることは、触媒の長寿命並びに高収率性及び高選択
性にとって特に決定的要因である。この効果は特に発熱
反応にとって重要であるが、それは発熱反応から発生す
る熱が加熱箇所から反応器壁へより急速に伝達されるか
らである。この効果によって、操作安全性も向上する
(暴走が生じない)結果にもなる。
Uniform temperature distribution, uniformity of concentration in cross section, short residence time and very little backmixing (if any)
Shows the essential advantages of the present invention. Uniform temperature uniformity and good heat transfer to the reactor walls are particularly critical factors for the longevity of the catalyst and the high yield and selectivity. This effect is particularly important for exothermic reactions because the heat generated from the exothermic reaction is more rapidly transferred from the heated location to the reactor wall. This effect also improves the operational safety (does not cause runaway).

また相当に重要なことは、均一な温度分布及び反応器
断面積に関する濃度の均等性のおかげで、所望の反応生
成物を大量かつ高品質にて得ることが可能となり、未反
応物は比較的少量に止まるという事実である。
Of considerable importance is also the fact that the uniform temperature distribution and the uniformity of the concentration with respect to the reactor cross section allow the desired reaction products to be obtained in large quantities and of high quality, while the unreacted materials are relatively free. The fact is that it stops in a small amount.

さらに、本発明の本質的な有利性は、純粋な混合プロ
セス自体にのみ知られている諸特性、例えば、均一な温
度分布並びに断面積に関する濃度の均等性、短い滞留時
間及び非常に少ない逆混合(もし有るにしても)などを
も本発明では用いるという事実にある。
Furthermore, the essential advantages of the present invention are the properties known only in the pure mixing process itself, such as uniform temperature distribution and uniformity of concentration with respect to cross section, short residence times and very little backmixing (If any) are also used in the present invention.

本発明の装置が取り付けられる固体床反応器は、同一
流量の他の固体床反応器よりも格段に少ない数の管を用
いて作ることが可能である。本発明の装置が一つあれ
ば、固体床反応器として十分成り立つことも可能であ
る。つまり、この場合、本発明の装置の断面積が、反応
器ハウジングの断面積に相当することになる。
The solid bed reactor to which the apparatus of the present invention is attached can be made using a significantly smaller number of tubes than other solid bed reactors of the same flow rate. If there is one apparatus of the present invention, it is possible to fully realize a solid bed reactor. That is, in this case, the cross-sectional area of the apparatus of the present invention corresponds to the cross-sectional area of the reactor housing.

この形式の装置を反応器ハウジング内に上下に重ね合
わせて複数個配列することも有利である。この際、上記
重合わせた装置は、反応器の長軸に対して約90度だけず
らして互い違いに配列するものとする。
It is also advantageous to arrange several devices of this type one above the other in the reactor housing. At this time, the overlapped devices are staggered by about 90 degrees with respect to the long axis of the reactor.

いわゆる接触蒸留法、つまり触媒反応と蒸留法もしく
は精留法との組合せから本質的に成る方法は、本発明を
適用するに有利な分野の代表的なものである。
The so-called catalytic distillation process, ie a process consisting essentially of a combination of a catalytic reaction and a distillation or rectification process, is representative of the fields in which the invention is advantageously applied.

この形式のプロセス及びその多くの適用例は、例え
ば、1987年2月号「ケミカル プロセッシング(Chemic
al Processing)」誌に記載のヒューストン(Houston)
地区編集者ウイリアム ピース タディグ(William P.
Stadig)著の論文「接触蒸溜、製品分離と化学反応との
組合せ(CATALYTIC DISTILLATION,Combining chemical
reaction with product separation)」に詳述されてい
る。
This type of process and its many applications are described, for example, in the February 1987 issue of Chemical Processing.
al Processing), Houston
District Editor William Peace Taddig
Stadig), “CATALYTIC DISTILLATION, Combining chemical.
reaction with product separation).

既知の反応精留塔は、少なくとも一つの固体床反応器
と物質移動領域から成り、この領域にて、反応に基づく
生成物が、未反応物及び望ましくない副生物から分離さ
れる。精留は連続プロセスであり、従って接触領域でも
接触反応に加えて精留が起こるが、その温度は得ようと
する製品の沸点であることが好ましく、また沸点は塔の
圧力を相応に加減して制御する。この形式の組合せ法を
実施する手順に関する詳細は、上記の論文に記載されて
いる。
Known reaction rectification columns comprise at least one solid bed reactor and a mass transfer zone, in which products based on the reaction are separated from unreacted products and unwanted by-products. The rectification is a continuous process, so rectification occurs in addition to the catalytic reaction in the contact area, but its temperature is preferably the boiling point of the product to be obtained, and the boiling point adjusts the column pressure accordingly. Control. Details regarding the procedure for implementing this type of combination are given in the above-mentioned article.

既知の方法においては、いわゆるコイル状体が、接触
領域に配設されている。これらコイル状体は、固体触媒
を保持する機能を有しているものであるが、ステンレス
鋼の網を巻いたものであり、この網によって、ガラス繊
維から成り腐食性の触媒粒子を含有する層をしっかりと
保持している。この態様の利点は、塔壁が接触物質と接
触しないので、非耐食性材料、例えば、炭素鋼で塔壁を
製造することが可能なことである。
In a known manner, a so-called coil is arranged in the contact area. These coils have a function of holding a solid catalyst, but are wound around a stainless steel mesh, and this mesh forms a layer made of glass fiber and containing corrosive catalyst particles. Is firmly held. The advantage of this embodiment is that it is possible to manufacture the tower wall with a non-corrosive material, for example carbon steel, since the tower wall does not come into contact with the contact substance.

本発明に従って配設されるスタティック ミキサー構
造と対照的に、これらコイル体は相当程度の欠点を有す
る。それは、塔の断面についての半径方向の温度及び濃
度均等性が存在せず、しかも、副生物に加えて反応物も
しくは反応から生ずる生成物の流れが不均一であるため
比較的大きい圧力降下が存在するという事実である。こ
のようなことは、本発明に従って配設されるスタティッ
ク ミキサー構造には見られないことである。
In contrast to the static mixer arrangement arranged according to the invention, these coil bodies have considerable disadvantages. It is because there is no radial temperature and concentration uniformity across the column cross section, and there is a relatively large pressure drop due to the non-uniform flow of reactants or products resulting from the reaction in addition to by-products. That is the fact. This is not the case with the static mixer arrangement arranged according to the invention.

接触反応領域における既知のコイル状体を、本発明の
構造体にて置き換えると、上記の接触固体床反応器によ
って得られる利点がすべて達成されることになる。
Replacing the known coils in the catalytic reaction zone with the structure of the present invention will achieve all of the advantages provided by the catalytic solid bed reactor described above.

添付の図面に図説した実施態様に基づき、本発明を以
下にて説明する。
The invention is described below on the basis of embodiments illustrated in the accompanying drawings.

第1図は、本発明に従って形成した装置の例である。 FIG. 1 is an example of an apparatus formed in accordance with the present invention.

第1a図は第1図の例を分解して示したものである。 FIG. 1a is an exploded view of the example of FIG.

第1b図及び第1c図は、それぞれポケット状層の透視図
である。
FIG. 1b and FIG. 1c are perspective views of the pocket-like layer, respectively.

第2a図及び第2b図は、変形態様のそれぞれ側面図、及
び立面図である。
2a and 2b are a side view and an elevation, respectively, of a variant.

第3図は、触媒固体床反応器である。 FIG. 3 is a catalytic solid bed reactor.

第4図は、複合プロセスを行う精留塔である。 FIG. 4 shows a rectification column for performing a complex process.

第5図は、本発明に従って形成する装置の別の実施態
様の透視図である。
FIG. 5 is a perspective view of another embodiment of an apparatus formed in accordance with the present invention.

第1図及び第1a図に示される装置41は、ポケット状の
層42から構成され、これらの層は互いに平行になるよう
に配置され、各々の場合側壁43の所で案内要素板44に取
り付けられている。
The device 41 shown in FIGS. 1 and 1a consists of pocket-like layers 42 which are arranged parallel to one another and in each case are attached to a guide element plate 44 at a side wall 43. Have been.

この実施態様においては、これら案内要素板は波形の
(corrugated)金属板で構成され、これら波形の頂部お
よび底部が、反応物の流路45の側壁を形成するようにな
っている。
In this embodiment, the guide element plates are comprised of corrugated metal plates, the top and bottom of the corrugations forming the side walls of the reactant flow path 45.

これら波形金属板は、これらが形成する流路がポケッ
ト42の長さ方向の軸に対してある角度をなすように形成
するのが有利である(第1b図及び第1c図を参照)。
Advantageously, these corrugated metal plates are formed such that the channels they form are at an angle to the longitudinal axis of the pocket 42 (see FIGS. 1b and 1c).

次に隣接の層を重ねて、反応器41を組み立てる時に
は、隣接のポケット42の流路が交差するように層を重ね
る。こうすると、反応物の成分流のラジアル交差混合が
よく起こり、スタティック ミキサーのようになり、複
数の装置41をお互いに重ねて、好ましくは約90度ずらし
て配置した場合は特にそうである。
Next, when assembling the reactor 41 by stacking adjacent layers, the layers are stacked so that the flow paths of the adjacent pockets 42 intersect. This often results in radial cross-mixing of the reactant component streams, resembling a static mixer, especially when a plurality of devices 41 are placed on top of each other, preferably offset by about 90 degrees.

案内要素板44は同時にポケット42を補強する役目を果
たし、ポケットは、例えば点溶接にて案内要素板に取り
付けられる。案内要素板の山の部分は、案内要素板を有
しない隣接のポケットの側壁に接し、従って間隔設定手
段としても同時に役立つ。ここで注記したいのは、「波
形」なる術語は、ジグザグ状の折れ板をも意味すること
である。
The guide element plate 44 simultaneously serves to reinforce the pockets 42, which are attached to the guide element plate by, for example, spot welding. The ridges of the guide element plate abut the side walls of the adjacent pocket without the guide element plate and thus simultaneously serve as spacing means. It should be noted that the term "waveform" also means a zigzag folded plate.

実施態様のように、案内要素板44は、例えば、金属
板、金属製多孔板、プラスチックもしくは織物状金網も
しくはこれらに類似な板にて構成してよく、これらは例
えば、従属請求の範囲に示されている。
As in the embodiment, the guide element plate 44 may be constituted, for example, by a metal plate, a metal perforated plate, a plastic or woven wire mesh or a similar plate, which are, for example, indicated in the dependent claims. Have been.

本発明に従えば、ポケット42の側壁43は、その側端の
ところで、例えば鋲打ち、溶接、又はろう付けによって
固定されているものであるが、反応物には透過性がある
が、触媒は通過させない物質から構成される。この形式
の材料の例は、本明細書の従属請求の範囲に記載されて
いる。
According to the invention, the side walls 43 of the pockets 42 are fixed at their side edges, for example, by tacking, welding or brazing, but are permeable to the reactants, but the catalyst is It consists of substances that do not pass through. Examples of this type of material are set forth in the dependent claims herein.

固体、液体、もしくは気体状触媒46は、使用目的に応
じて選択されるものであるが、ポケット42の中に収めて
用いられる。
The solid, liquid, or gaseous catalyst 46 is selected according to the purpose of use, but is used in the pocket 42.

ポケット状内部空間を注入可能な触媒物質で充填する
ことも可能である。この場合、この触媒をプラスチック
基材と混合し、これを高分子化し、反応物に対して透過
性を有する多孔室物質の塊を生成させるのである。
It is also possible to fill the pocket-like internal space with an injectable catalytic substance. In this case, the catalyst is mixed with a plastic substrate, which is polymerized to form a mass of porous material that is permeable to the reactants.

別の可能性は、内部空間を注入可能な触媒で充填し、
次いでこの触媒を相応に処理することによって多孔質セ
ラミックスもしくはこれから焼結構造体を形成すること
である。
Another possibility is to fill the internal space with an injectable catalyst,
The catalyst is then treated accordingly to form a porous ceramic or a sintered structure therefrom.

この実施態様においては、装置は円形の断面を有して
いる。断面の形状は、反応器ハウジングとして選んだ形
状次第であり、例えば、正方形、長方形、もしくは多角
形などいずれでもよい。
In this embodiment, the device has a circular cross section. The cross-sectional shape depends on the shape selected for the reactor housing, and may be, for example, any of a square, a rectangle, and a polygon.

第2a図及び第2b図に示される実施態様においては、ポ
ケット42′の案内要素板は、棒状の部品47から形成さ
れ、ポケットの壁43′に、例えば点溶接によって取り付
けられている。この点を除けば、第1、1a、1b、及び1c
図に示される本発明の実施例に関する上記情報が全て当
てはまる。
In the embodiment shown in FIGS. 2a and 2b, the guide element plate of the pocket 42 'is formed from a bar-shaped part 47 and is attached to the wall 43' of the pocket, for example by spot welding. Apart from this, the first, 1a, 1b and 1c
All the above information on the embodiment of the invention shown in the figures applies.

第3図は触媒固体床反応器6を図示するもので、これ
は、円筒状ハウジング7に収められている。管8は、そ
の開口端が管板9に保持されているものであるが、ハウ
ジング7内に配置されている。
FIG. 3 shows a catalytic solid bed reactor 6 which is housed in a cylindrical housing 7. The tube 8, the opening end of which is held by the tube sheet 9, is arranged in the housing 7.

装置10は、本発明に従って形成されるが、管8内に重
ねて配設され、第1、1a〜1c、及び2a並びに2b図に示さ
れる態様のように形成するときには、隣接の装置とは管
の軸に関して90゜の角度で互い違いにさせるのである。
Apparatus 10 is formed in accordance with the present invention, but is disposed overlying within tube 8 and, when formed as in the embodiment shown in FIGS. 1, 1a-1c, and 2a and 2b, is not associated with an adjacent apparatus. They are staggered at a 90 ° angle to the tube axis.

管接続口12及び13は、熱交換空間11に連なり、熱供給
及び熱除去媒体、例えば、溶融塩を供給、除去するもの
である。熱媒体は、管8の回りを流れる。
The pipe connection ports 12 and 13 are connected to the heat exchange space 11 and supply and remove a heat supply and heat removal medium, for example, a molten salt. The heat carrier flows around the tube 8.

接続スリーブ15を通って供給される反応物の入口空間
14は、反応管8の下方に配置され、生成物と副生物とを
排出する出口空間16は、反応管8の上方に配置される。
Inlet space for reactants fed through connection sleeve 15
14 is arranged below the reaction tube 8, and an outlet space 16 for discharging products and by-products is arranged above the reaction tube 8.

触媒反応の実施例の一つにおいては、接続スリーブ15
及び入口空間14を通して空気とn−ブタンとの混合物を
管に通す。温度は、例えば、200〜300℃で、この場合反
応は約1バールで行うことができる。
In one embodiment of the catalytic reaction, the connecting sleeve 15
And a mixture of air and n-butane is passed through the tube through the inlet space 14. The temperature is, for example, from 200 to 300 ° C., in which case the reaction can be carried out at about 1 bar.

この場合、五酸化燐及び五酸化バナジウムを触媒とし
て用いることができる。
In this case, phosphorus pentoxide and vanadium pentoxide can be used as the catalyst.

この反応は、発熱反応であり発生熱は、反応管8を流
れる、例えば溶融塩に吸収される。加熱された溶融塩
は、詳細は示されていないが、出口13から出て、所要の
温度に冷却され、入口12を通って熱交換空間11へ循環さ
れる。
This reaction is an exothermic reaction, and the generated heat is absorbed in, for example, a molten salt flowing through the reaction tube 8. Although not shown in detail, the heated molten salt exits from the outlet 13, is cooled to a required temperature, and is circulated to the heat exchange space 11 through the inlet 12.

本実施例の場合、得られる製品はガス状の無水マレイ
ン酸であるが、これは出口17経由で反応器6から供給さ
れ、さらに処理工程に送られる。これは、生成物が純粋
な形で得られず、不純物つまりこの場合原料のn−ブタ
ンや無水マレイン酸生成の際の副生物、例えば酸素、
水、マレイン酸、一酸化炭素及び二酸化炭素と混じり合
っているからである。
In the case of the present example, the product obtained is maleic anhydride in gaseous form, which is supplied from the reactor 6 via the outlet 17 and sent to the further processing steps. This is because the product is not obtained in pure form, and impurities, in this case the starting n-butane and by-products in the production of maleic anhydride, such as oxygen,
This is because it is mixed with water, maleic acid, carbon monoxide and carbon dioxide.

後段の処理工程は、例えば、蒸留工程としてそれ自体
知られている方法で行うことができる。
The subsequent treatment step can be performed, for example, by a method known per se as a distillation step.

本発明に従って形成される装置を用い、その利点を享
受することによって、冒頭に記載した既知の反応器より
も格段に少ない数の管しか必要としない。過熱は、管壁
での良好な熱伝達により少なくとも相当な程度は防止さ
れ、その結果、既知の態様に比較して、触媒の選択性及
び活性を減殺するような一酸化炭素、二酸化炭素及び水
の生成量は比較的少なくなる。
By using the apparatus formed according to the invention and enjoying its advantages, significantly less tubes are required than the known reactors mentioned at the outset. Overheating is prevented, at least to a considerable extent, by good heat transfer at the tube wall, so that carbon monoxide, carbon dioxide and water are so reduced as to reduce the selectivity and activity of the catalyst as compared to known embodiments. Is relatively small.

管が一本のみの触媒固体床反応器の態様も可能であ
り、この場合本発明の装置は少なくとも一つが配設され
る。
Embodiments of a catalytic solid bed reactor with only one tube are also possible, in which case at least one of the devices according to the invention is provided.

第4図は、接触蒸留塔20を図説するものであり、本発
明に従って形成される装置(例えば、第1図を参照のこ
と)が入っている触媒固体床反応器21がここに配置され
ている。
FIG. 4 illustrates a catalytic distillation column 20 in which a catalytic solid bed reactor 21 containing an apparatus formed in accordance with the present invention (see, for example, FIG. 1) is located. I have.

物質移動領域22及び23は、この固体床反応器領域21の
それぞれ上方と下方に配置されている。反応領域21で起
こる生成物の物質移動は、領域22及び23にて起こる。こ
れらの領域は、通常の装置、例えば、多孔形式や泡鐘形
式の棚板でつくることが可能である。液体及び気体もし
くは蒸気相は、これら充填物を向流に通過することがで
きる。幾重にも折った層は、ただ一段の層として形成す
ることも可能である。つまり、内部空間に壁を二重に有
しないのも可能である。
Mass transfer zones 22 and 23 are located above and below this solid bed reactor zone 21, respectively. Product mass transfer that occurs in reaction zone 21 occurs in zones 22 and 23. These areas can be made with conventional equipment, for example, perforated or bubble-shaped shelves. The liquid and gas or vapor phases can pass through these packings in countercurrent. The layers folded in multiple layers can be formed as a single layer. That is, it is possible not to have a double wall in the internal space.

管24と25を経て供給される反応物間で固体触媒床21に
て起こる反応とは別に、反応混合物はこの領域でも蒸留
される。
Apart from the reaction taking place in the solid catalyst bed 21 between the reactants fed via the tubes 24 and 25, the reaction mixture is also distilled in this zone.

液状塔底生成物の排出口26は、塔の底部に設けられて
いる。この塔床生成物の一部は、従来的方法に従って蒸
発器28での蒸発後、管27を経て塔20へ再循環される。
An outlet 26 for the liquid bottom product is provided at the bottom of the column. A portion of this bed product is recycled to column 20 via tube 27 after evaporation in evaporator 28 in a conventional manner.

ガス又は蒸気状頂部生成物を取り出すための管29も従
来的方法に従って塔20の頂部に設けられている。この塔
頂生成物が凝縮器30で液化された後、その一部は還流と
して管31から塔へ戻される。一方残りの液は、管32を経
て精留工程から取り出される。
A tube 29 for withdrawing gaseous or vaporous top products is also provided at the top of column 20 according to conventional methods. After this overhead product is liquefied in the condenser 30, a portion of it is returned from the tube 31 to the column as reflux. On the other hand, the remaining liquid is taken out of the rectification step via the tube 32.

本発明に従って形成される固体床領域21の利点は、第
3図に図示の実施態様の利点と同じである。
The advantages of the solid bed area 21 formed in accordance with the present invention are the same as those of the embodiment shown in FIG.

精留塔20は、反応から生じる生成物の沸点にて操作さ
れるのであるから、過熱部位がないのは勿論である。発
熱反応から生じる熱は液相を蒸発するのに使われるだけ
である。しかし、この場合これはエネルギーの観点から
は重要な利点である。蒸発器28の必要容量が低くなるか
らである。
Since the rectification column 20 is operated at the boiling point of the product resulting from the reaction, it is needless to say that there is no superheated portion. The heat resulting from the exothermic reaction is only used to evaporate the liquid phase. However, this is an important advantage from an energy point of view. This is because the required capacity of the evaporator 28 is reduced.

本発明を用いると、上記の利点を有しつつこの形式の
プラントをスケール・アップすることも可能となる。
With the present invention, it is also possible to scale up this type of plant while having the advantages described above.

固体床領域21は、プロセスによっては塔の中段、下段
もしくは上段のいずれにも配置される。当実施態様の目
的は、メタノール及び炭素数4の飽和及び不飽和鎖状炭
化水素混合物から3−メチル ブチル エーテルを得る
ことである。
The solid bed area 21 is disposed in the middle, lower, or upper stage of the column depending on the process. The purpose of this embodiment is to obtain 3-methylbutyl ether from a mixture of saturated and unsaturated chain hydrocarbons having 4 carbon atoms.

メタノールから成る反応物は、領域21の上の管24を経
て塔20へ供給される。一方、炭素数4の飽和及び不飽和
鎖状炭化水素混合物から成る反応物は、領域21の下の管
25を経て塔20へ供給される。
The reactant consisting of methanol is fed to column 20 via tube 24 above zone 21. On the other hand, the reactant consisting of a mixture of saturated and unsaturated chain hydrocarbons having 4 carbon atoms is placed in the lower tube
Feed to tower 20 via 25.

未反応の炭素数4の鎖状炭化水素は、物質移動領域22
にて反応生成物から液相の方へ向流的に分離され、塔20
の頂部で蒸気の形で取り出され、凝縮器30で液化され、
一部は還流として塔20へ戻される。残りの液は、例え
ば、反応物として塔20へ塔25を経て戻してもよい。
The unreacted chain hydrocarbon having 4 carbon atoms is transferred to the mass transfer region 22.
Is separated countercurrently from the reaction product toward the liquid phase at
Is taken out in the form of steam at the top of the
Some is returned to tower 20 as reflux. The remaining liquid may be returned, for example, as a reactant to column 20 via column 25.

最終生成物は、液として得られ、3−メチル ブチル
エーテルから成るものであるが、塔の底部から塔20の系
外へ取り出される。一部は、蒸発器28で蒸発し、塔20へ
循環される。液体最終生成物は当プラントから取り出さ
れ、管33を経て以後の処理工程にかけられる。
The final product, which is obtained as a liquid and consists of 3-methylbutyl ether, is taken out of the column 20 from the bottom of the column. A part is evaporated in the evaporator 28 and circulated to the tower 20. The liquid end product is withdrawn from the plant and passed through tube 33 for further processing.

第5図に図示の装置51は、折り曲げられた層52から構
成されており、各層は、互いに平行に配置されていて、
この場合二重シェル52a及び52bから構成されている。壁
は反応物には透過性であるが、触媒物質には不透過性の
物質から構成される。
The device 51 shown in FIG. 5 consists of folded layers 52, each layer being arranged parallel to one another,
In this case, it is composed of double shells 52a and 52b. The walls are composed of a material that is permeable to the reactants but impermeable to the catalytic material.

固体、液体、もしくは気体状触媒54は、使用目的に応
じて選択されるものであるが、二重の壁52a及び52bによ
って形成される内部空間の中に収めて用いられる。
The solid, liquid, or gaseous catalyst 54, which is selected according to the purpose of use, is used in the internal space formed by the double walls 52a and 52b.

内部空間を注入可能な触媒物質で充填することも可能
である。この場合、この触媒をプラスチック基材と混合
し、これを高分子化し、反応物に対して透過性を有する
多孔質物質の塊を生成させるのである。
It is also possible to fill the internal space with an injectable catalytic substance. In this case, the catalyst is mixed with a plastic substrate, which is polymerized to form a mass of porous material that is permeable to the reactants.

別の可能性は、内部空間を注入可能な触媒で充填し、
次いでこの触媒を相応に処理することによって多孔質セ
ラミックスもしくはこれから焼結構造体を形成すること
である。
Another possibility is to fill the internal space with an injectable catalyst,
The catalyst is then treated accordingly to form a porous ceramic or a sintered structure therefrom.

この実施態様においては、装置は円形の断面を有して
いる。断面の形状は、反応器ハウジングとして選んだ形
状次第であり、例えば、正方形、長方形、もしくは多角
形などいずれでもよい。
In this embodiment, the device has a circular cross section. The cross-sectional shape depends on the shape selected for the reactor housing, and may be, for example, any of a square, a rectangle, and a polygon.

層52の各々は折り曲げられたものであり、折れ板55は
装置の長軸に対してある角度をなし、隣接層52の折り曲
がったところは交差しているものである。
Each of the layers 52 is folded, with the fold plate 55 at an angle to the long axis of the device, and the bends in adjacent layers 52 intersecting.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−197533(JP,A) 特公 昭48−32277(JP,B1) 英国公開1467277(GB,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01J 8/02,19/32 Continuation of the front page (56) References JP-A-63-197533 (JP, A) JP-B-48-32277 (JP, B1) British publication 1467277 (GB, A) (58) Fields investigated (Int. 6 , DB name) B01J 8 / 02,19 / 32

Claims (17)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数の層(42,52)及びその隣接する層の
間に存在する流体路(45)を有する触媒反応を実施する
ための装置(41,51)であって、 前記複数の層(42,52)が、二重壁(43,52a,52b)を有
する構造を示し、しかも、該二重壁は、固体粒子で構成
される触媒物質(54)が導入される空間をその壁の間に
残し、 層(42,52)の壁(43,52a,52b)が、反応物には透過性
であるが触媒物質には不透過性であり、 層の構造は、装置(41,51)の長軸に対してある角度を
なす流体路(45)を形成し、そして、 隣接する層(42,52)が、それらの流体路(45)が交差
するように、共に置かれている、 ことを特徴とする、前記の装置。
An apparatus (41,51) for performing a catalytic reaction having a plurality of layers (42,52) and a fluid path (45) existing between adjacent layers, the apparatus comprising: The layer (42, 52) has a structure having a double wall (43, 52a, 52b), and the double wall defines a space into which the catalyst material (54) composed of solid particles is introduced. Leave between the walls, the walls (43, 52a, 52b) of the layers (42, 52) are permeable to the reactants but impermeable to the catalytic material, and the structure of the layers is , 51) form a fluid path (45) at an angle to the long axis, and adjacent layers (42, 52) are placed together such that the fluid paths (45) intersect. The above device, characterized in that:
【請求項2】層(52)の全体構造が、空間を残す二重壁
(52a,52b)で構成されることを特徴とする請求の範囲
第1項記載の装置(51)。
2. Device (51) according to claim 1, characterized in that the entire structure of the layer (52) is constituted by double walls (52a, 52b) leaving space.
【請求項3】前記の層(42)の二重壁(43)がポケット
様であり、触媒物質がこのポケットの空間に導入され、
ポケット一つ一つが案内要素板(44)によって少なくと
も一面の壁(43)上で補強され、同時に前記案内要素板
が流体路(45)の壁を形成していることを特徴とする請
求の範囲第1項記載の装置(41)。
3. The double wall (43) of said layer (42) is pocket-like, and a catalytic substance is introduced into the space of this pocket,
2. The method according to claim 1, wherein each of the pockets is reinforced on at least one of the walls by a guide element plate, at the same time the guide element plate forms the wall of the fluid channel. Device (41) according to claim 1.
【請求項4】案内要素板(44)が波形シートでできてい
ることを特徴とする請求の範囲第3項記載の装置(4
1)。
4. The device (4) according to claim 3, wherein the guide element plate (44) is made of a corrugated sheet.
1).
【請求項5】案内要素板が棒状構成要素(47)でできて
いることを特徴とする請求の範囲第3項記載の装置。
5. The device according to claim 3, wherein the guide element plate is made of a rod-shaped component (47).
【請求項6】案内要素板(44)が、ポケット面に対して
垂直に配置されているシートでできていることを特徴と
する請求の範囲第3項記載の装置(41)。
6. The device (41) according to claim 3, wherein the guide element plate (44) is made of a sheet arranged perpendicular to the pocket plane.
【請求項7】層の壁(43,52a,52b)が、フィラメントの
織物又は編物から成ることを特徴とする請求の範囲第1
〜6項の一つに記載の装置。
7. The method according to claim 1, wherein the walls of the layer are made of woven or knitted filaments.
Device according to one of claims 6 to 6.
【請求項8】前記フィラメントが少なくとも一部分は金
属であることを特徴とする請求の範囲第7項に記載の装
置。
8. The apparatus according to claim 7, wherein said filament is at least partially metallic.
【請求項9】前記フィラメントがガラス又は合成プラス
チック材料から成ることを特徴とする請求の範囲第7項
に記載の装置。
9. The apparatus according to claim 7, wherein said filament is made of glass or synthetic plastic material.
【請求項10】層の壁(43,52a,52b)が、ガラス繊維及
び/又は合成プラスチックのフリースから成ることを特
徴とする請求の範囲第1〜6項の一つに記載の装置。
10. The device according to claim 1, wherein the layer walls are made of glass fiber and / or synthetic plastic fleece.
【請求項11】層の壁(43,52a,52b)が多孔質物質から
成り、しかもその細孔が反応物には透過性であるが触媒
物質には不透過性である大きさであることを特徴とする
請求の範囲第1〜6項の一つに記載の装置。
11. The layer walls (43, 52a, 52b) are made of a porous material, the pores of which are sized to be permeable to reactants but impermeable to catalytic materials. Apparatus according to one of claims 1 to 6, characterized in that:
【請求項12】層の壁(43,52a,52b)が焼結材から成る
ことを特徴とする請求の範囲第1〜6項の一つに記載の
装置。
12. The device according to claim 1, wherein the walls of the layer are made of sintered material.
【請求項13】前記空間に導入後、前記固体粒子の凝塊
状態を変化させ、その結果生じた多孔質物質は、反応物
に対して透過性であることを特徴とする請求の範囲第1
〜12項の一つに記載の装置。
13. The method of claim 1, wherein after introducing into said space, the agglomeration of said solid particles is changed, and the resulting porous material is permeable to reactants.
Item 13. The apparatus according to any one of Items 1 to 12.
【請求項14】前記空間に導入後、反応物に透過性であ
る多孔質セラミックもしくは焼結構造体が、前記固体粒
子から形成されることを特徴とする請求の範囲第1〜13
項の一つに記載の装置。
14. A porous ceramic or sintered structure permeable to reactants after being introduced into said space is formed from said solid particles.
Device according to one of the paragraphs.
【請求項15】触媒反応器(6)又は接触蒸留塔(20)
に請求の範囲第1〜14項の一つに記載の装置を使用する
方法。
15. A catalytic reactor (6) or a catalytic distillation column (20).
A method for using the device according to one of claims 1 to 14.
【請求項16】請求の範囲第1項記載の装置を使用する
触媒反応器を用いて無水マレイン酸を製造する方法であ
って、 空気とn−ブタンとの混合物を、複数の対の垂直に伸び
た蒸気透過性の壁であって間隔を置かれた対の中に配置
された前記壁へ送り、前記対の間に流体路を形成し、し
かも前記流体路は、触媒反応塔内の各々の対の壁の間に
配置された触媒を有し、 熱を除去する流動性の媒体を、前記の空気とn−ブタン
との混合物との熱交換関係に向けて、前記混合物のガス
状無水マレイン酸への触媒反応を実施し、そして、 生成物としてガス状無水マレイン酸を取り除く、工程か
ら成る方法。
16. A method for producing maleic anhydride using a catalytic reactor using the apparatus according to claim 1, comprising: mixing a mixture of air and n-butane vertically with a plurality of pairs. An elongated vapor permeable wall that feeds into the spaced apart pairs and forms a fluid path between the pairs, wherein the fluid paths are each within a catalytic reactor. Having a catalyst disposed between the pair of walls and directing a flowable medium for removing heat into a heat exchange relationship between the air and the mixture of n-butane to form a gaseous anhydrous mixture of the mixture. Conducting a catalytic reaction to maleic acid and removing gaseous maleic anhydride as a product.
【請求項17】請求の範囲第1項記載の装置を使用する
接触蒸留塔を用いてメチル−tert−ブチルエーテルを得
る方法であって、 メタノールを、複数の垂直に伸びた平行の層を有する精
留塔の中の固体触媒区域へ供給し、しかも、該平行の層
はそれらの間に流体路を定め、各層は、触媒物質のため
の少なくとも1つの内部空間を定める一対の壁を有し、
更に、該壁の少なくとも1つは触媒物質に対して不透過
性であるがメタノールに対しては透過性であり、 炭素数4の飽和及び不飽和鎖状炭化水素混合物からなる
反応物(reactant)を、メタノールとの触媒反応のため
の前記固体触媒区域へ供給して、メチル−tert−ブチル
エーテルを製造し、そして、精留塔からメチル−tert−
ブチルエーテルを取り除く、工程から成るメチル−tert
−ブチルエーテルを得る方法。
17. A method for obtaining methyl tert-butyl ether using a catalytic distillation column using the apparatus according to claim 1, wherein methanol is purified by a method comprising a plurality of vertically extending parallel layers. Feeding the solid catalyst section in the distillation column, wherein the parallel layers define a fluid path therebetween, each layer having a pair of walls defining at least one internal space for the catalyst material;
Further, at least one of the walls is impervious to the catalytic material but permeable to methanol, and comprises a mixture of saturated and unsaturated chain hydrocarbons having 4 carbon atoms. To the solid catalyst section for catalytic reaction with methanol to produce methyl tert-butyl ether and from the rectification column methyl tert-butyl
Removing butyl ether, a process comprising methyl-tert.
-A method for obtaining butyl ether.
JP1508559A 1988-09-02 1989-08-22 Equipment for catalytic reaction Expired - Lifetime JP2984290B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH329588 1988-09-02
CH03295/88-0 1989-02-17
CH00577/89-2 1989-02-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03500983A JPH03500983A (en) 1991-03-07
JP2984290B2 true JP2984290B2 (en) 1999-11-29

Family

ID=4252894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1508559A Expired - Lifetime JP2984290B2 (en) 1988-09-02 1989-08-22 Equipment for catalytic reaction

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2984290B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI324592B (en) * 2002-11-28 2010-05-11 Sulzer Chemtech Ag A method for the esterification of a fatty acid
WO2012049532A1 (en) 2010-12-16 2012-04-19 Becton Dickinson France Adaptor and drug delivery device
DE102017007861A1 (en) * 2017-08-23 2019-02-28 Julius Montz Gmbh Mass transfer machine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1467277A (en) 1974-05-20 1977-03-16 Japan Gasoline Apparatus for facilitating contact between solid particles and fluid

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1467277A (en) 1974-05-20 1977-03-16 Japan Gasoline Apparatus for facilitating contact between solid particles and fluid

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03500983A (en) 1991-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5417938A (en) Device for carrying out catalyzed reactions
US7253308B1 (en) Method for catalytic phase oxidation to (meth) acrolein and/or (meth) acrylic acid
US7481857B2 (en) Carbon monoxide conversion process and reactor
US6168765B1 (en) Process and apparatus for interbed injection in plate reactor arrangement
EP0305203B1 (en) Method of carrying out heterogeneous catalytic chemical processes
TWI399244B (en) Process and apparatus for improved methods for making vinyl acetate monomer (vam)
US4594227A (en) Reaction method and reactor therefor
EP1839735B1 (en) A transverse tubular heat exchange reactor and a process for catalytic synthesis therein
US4714592A (en) Radial flow catalytic reactor including heat exchange apparatus within the bed
US5473082A (en) Device for carrying out catalyzed reactions
KR100703915B1 (en) Method of Gas Phase Catalytic Oxidation to Give Maleic Acid Anhydride
US3506408A (en) Continuous reaction apparatus containing a solid granular catalyst
JP2010533114A (en) Method for producing chlorine by gas phase oxidation
EP2215013B1 (en) Improved method for the production of hydrocyanic acid by means of catalytic dehydration of gaseous formamide
EP2262734A2 (en) Improved method for producing hydrogen cyanide through catalytic dehydration of gaseous formamide direct heating
KR20030072575A (en) Simplified plate channel reactor arrangement
JP2984290B2 (en) Equipment for catalytic reaction
US4350665A (en) Catalytic reactor
CA1249840A (en) Process for the preparation of a glyoxylic acid ester
EP2739386B1 (en) Method for carrying out catalytic autothermal gas phase dehydrogenation in production and regeneration modes
US7038065B2 (en) Process for catalytically producing organic substances by partial oxidation
KR19990077100A (en) Heat exchange catalysis reactor
US20030159799A1 (en) Device and method for carrying out heterogeneously catalysed gas phase reactions with heat tonality
EP1019186A1 (en) Exothermic process
JPH07251063A (en) Packing material for chemical reaction and gas-liquid contact

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080924

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090924

Year of fee payment: 10

EXPY Cancellation because of completion of term